Znajdź zawartość

Inżynierowe z MIT odkryli sposób na pozyskiwanie energii elektrycznej dzięki niewielkim kawałkom węgla, które wytwarzają prąd poprzez interakcję z płynem, który je otacza. Płyn ten to organiczny rozpuszczalnik, który wyciąga elektrony z węgla, a pozyskaną w ten sposób energią można by zasilać reakcje chemiczne czy napędzać mikro- i nanoroboty – stwierdzają naukowcy. To zupełnie nowy mechanizm pozyskiwania energii, mówi profesor Michael Strano. To bardzo intrygująca technologia, gdyż jedyne, czego potrzebujemy to przepływ rozpuszczalnika przez warstwę tych cząsteczek. Możemy więc mieć elektrochemię bez kabli, dodaje. Podczas eksperymentów naukowcy wykazali, że mogą użyć pozyskaną w ten sposób energię elektryczną podczas procesu utleniania alkoholu, który jest powszechnie używany w przemyśle chemicznym. Odkrycia dokonano dzięki wcześniejszym badaniom nad węglowymi nanorurkami. W 2010 roku Strano odkrył istnienie w nanorurkach zjawiska, które nazwano „falami termomocy”. Później wraz ze studentami zauważyli, że gdy część nanorurki zostanie pokryta polimerem podobnym do teflonu, pojawia się asymetria, która powoduje, że elektrony przepływają od pokrytej do niepokrytej części nanorurki, wytwarzając energię elektryczną. Elektrony te można było pozyskać z nanorurek za pomocą rozpuszczalnika. Naukowcy postanowili więc przeprowadzić kolejne badania. Zmielili węglowe nanorurki i utworzyli z nich płachty. Jedną stronę każdej z nich pokryli polimerem. Płachty następnie pocięto na kawałki o wymiarach 250x250 mikrometrów. Okazało się, że gdy takie fragmenty zostaną zanurzone w rozpuszczalniku organicznym jak acetonitryl, ten wyciąga z nich elektrony. Rozpuszczalnik wyciąga elektrony, a system próbuje osiągnąć równowagę przemieszczając je. Tam nie ma tej całej skomplikowanej chemii akumulatorów. Są tylko tylko kawałeczki umieszczone w rozpuszczalniku i z tego mamy elektryczność, wyjaśnia Strano. Obecny system pozwala na generowanie 0,7 wolta na cząsteczkę. Naukowcy wykazali, że są w stanie umieścić w próbówce macierze złożone z setek cząsteczek węgla. Taki reaktor wytwarza wystarczająco dużo energii, by zasilać reakcję utleniania alkoholu, podczas którego alkohol zamieniany jest w aldehyd lub keton. Zwykle do tego typu reakcji nie używa się procesów elektrochemicznych, gdyż wymagają one dostarczenia zbyt dużo energii z zewnątrz. Jako, że ten reaktor jest bardzo kompaktowy, jest też znacznie bardziej elastyczny niż wielkie reaktory elektrochemiczne. Użyte tutaj cząstki mogą być bardzo małe i nie wymagają zewnętrznego okablowania do przeprowadzenia reakcji elektrochemicznej, mówi jeden z autorów badań. Strano ma zamiar wykorzystać swój reaktor do wytwarzania polimerów wykorzystując w tym celu wyłącznie dwutlenek węgla jako materiał startowy. Już wcześniej stworzy samonaprawiające się polimery z dwutlenku węgla, która naprawiają się wykorzystując w tym celu energię słoneczną. W dłuższej perspektywie nowy sposób pozyskiwania energii może zostać wykorzystany do zasilania miniaturowych robotów. Perspektywa pozyskiwania przez takie urządzenia energii z otoczenia jest niezwykle kusząca. To oznacza, że nie trzeba wyposażać je w żaden mechanizm przechowywania energii. Szukamy mechanizmu, za pomocą którego przynajmniej część energii można pozyskać z otoczenia, wyjaśnia uczony. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy w historii USA źródła odnawialne przez ponad miesiąc dostarczyły więcej energii elektrycznej niż elektrownie węglowe. Stan taki trwał przez 47 dni bez przerwy. To imponujące osiągnięcie. Dość wspomnieć, że poprzedni rekord – ustanowiony w czerwcu ubiegłego roku – wynosił 9 dni bez przerwy. Te 47 dni to również więcej niż w całym ubiegłym roku, kiedy to źródła odnawialne miały przewagę nad węglem przez 38 dni. Jak poinformował Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA), pomiędzy 25 marca a 10 maja do amerykańskiej sieci energetycznej trafiało więcej energii ze źródeł odnawialnych niż z węgla. Trzeba tutaj dodać, że na 10 maja zakończono analizę. "Prawdopodobnie pod koniec maja podamy wyniki nowej analizy, więc okres ten będzie jeszcze dłuższy", mówi analityk Dennis Wamsted. Podano też konkretne liczy. W całym kwietniu elektrownie wiatrowe, słoneczne i wodne dostarczyły 58,7 TWh (22,2% całości energii), podczas gdy elektrownie węglowe wyprodukowały 40,6 TWh (15,3%). Jak mówi Wamsted, rzeczywista różnica jest jeszcze większa, gdyż w analizie nie są uwzględniane panele słoneczne umieszczone na dachach budynków. A one również są wielkim źródłem energii. Jak zauważa Brian Murray, dyrektor Duke Univeristy Energy Initiative, zaobserwowane zjawisko nie jest dla specjalistów zaskoczeniem. Po raz pierwszy miało ono miejsce w ubiegłym roku, również w kwietniu. Ma ono kilka przyczyn. Po pierwsze kwiecień jest miesiącem, gdy kończy się sezon grzewczy, a jeszcze nie pojawia się zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji. W tym czasie popyt na energię elektryczną jest najmniejszy, więc wiele elektrowni węglowych obniża moc i przeprowadza prace konserwatorskie. Po drugie wiosna to  największej produkcji energii z elektrowni wiatrowych oraz hydroelektrowni. Topnieją śniegi, więc sporo wody trafia do rzek i zbiorników. Normalnie spodziewalibyśmy się latem zwiększenia produkcji energii z węgla. Jednak sądzę, że w tym roku do tego nie dojdzie. Jedną z przyczyn jest koronawirus, mówi Murray. Ocenia się, że w związku z epidemią i spowolnieniem gospodarczym w całym bieżącym roku zapotrzebowanie na energię elektryczną w USA zmniejszy się o 5% w porównaniu z rokiem ubiegłym. To spowoduje spadek produkcji energii z węgla o 25%. Spodziewany jest za to 11-procentowy wzrost produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Ma to miejsce w dużej mierze z tym, w jaki sposób energia jest przesyłana sieciami. Jako, że przesyłanie energii ze źródeł odnawialnych jest najtańsze najpierw to ona trafia do sieci, później wysyłana jest energia z elektrowni atomowych, następnie z elektrowni gazowych, a węgiel dostarcza energii na samym końcu. Niezależnie jednak od tegorocznej wyjątkowej sytuacji, od dekady obserwowany jest stały wzrost rynkowych udziałów energetyki odnawialnej i stały spadek energetyki węglowej. Przeciętna amerykańska elektrownia węglowa liczy sobie 40 lat. Starzejące się, mało wydajne zakłady coraz gorzej radzą sobie z nowoczesnymi elektrowniami produkującymi coraz tańszą energię ze źródeł odnawialnych. Jeszcze 10 lat temu przeciętna elektrownia węglowa pracowała na 67% swojej mocy. Obecnie pracuje na 48%. Analitycy spodziewają się też, że w ciągu najbliższych 5 lat produkcja energii elektrycznej w węgla spadnie w USA do 2/3 poziomu z roku 2014. Elektrownie węglowe będą produkowały o 90 GW mniej niż obecnie. A to bez uwzględnienia zmian w polityce energetycznej, która w przyszłości jeszcze bardziej wzmocni pozycję energetyki odnawialnej. Już teraz ponad 1/3 obywateli USA mieszka w miastach czy stanach, które postawiły sobie za cel przejście w 100 procentach na energetykę odnawialną, mówi Mike O'Boyle, dyrektor w think-tanku Energy Innovation. Cały świat powoli odchodzi od węgla. W ubiegłym roku światowe zużycie energii z węgla spadło o 3%, to najwięcej od niemal 40 lat. W Europie spadek ten wyniósł aż 24%. Niedawno Szwecja i Austria zamknęły swoje ostatnie elektrownie węglowe, a Wielka Brytania obeszła się bez produkcji energii z węgla przez 35 kolejnych dni. Taka sytuacja nie miała miejsca od czasów rewolucji przemysłowej. Również dwaj najwięksi na świecie konsumenci węgla – Chiny i Indie – inwestują w energetykę odnawialną. Chiny są rekordzistą pod względem ilości energii produkowanej ze źródeł odnawialnych. Z kolei Indie zapowiadają, że do roku 2022 z samych tylko źródeł fotowoltaicznych będą pozyskiwały 100 GW. Obecnie źródła odnawialne zaspokajają około 30% światowego popytu na energię elektryczną. Specjaliści szacują, że do roku 2050 odsetek ten wzrośnie do 50%. « powrót do artykułu

Naukowcy z MIT-u odkryli nieznane dotychczas zjawisko, powodujące, że w węglowych nanorurkach powstają potężne fale energii. Uczeni są zdania, że może to pomóc w stworzeniu nowej metody produkcji elektryczności. Zjawisko nazwano "falami termomocy" (thermopower waves). Badania przeprowadzone przez zespół pracujący pod kierunkiem Wonjoon Choi wykazały, że fale cieplne przesuwające się przez mikroskopijny przewód mogą spowodować powstanie napięcia elektrycznego. Uczeni z MIT przeprowadzili eksperyment, podczas którego nanorurki pokryto warstwą paliwa. Następnie podpalano je za pomocą lasera bądź iskry elektrycznej. Powodowało to pojawienie się szybko wędrującej fali cieplnej. Przesuwała się ona tysiące razy szybciej, niż spalało się paliwo. W temperaturze 3000 kelvinów fala cieplna była 10 000 razy szybsza niż reakcja spalania. Okazało się, że spowodowała ona pojawienie się sporego napięcia elektrycznego. Co prawda uczeni od ponad 100 lat matematycznie badają fale cieplne, ale to profesor Michael Strano, główny autor artykułu opisującego badania, jako pierwszy przewidział, że fala cieplna wysłana przez nanorurkę bądź nanokable może doprowadzić do pojawienia się prądu elektrycznego. Jednak wynik eksperymentów zaskoczył naukowców. Po początkowym udoskonaleniu całego systemu okazało się, że na jednostkę masy uwalnia on 100-krotnie więcej energii niż współczesne baterie litowo-jonowe. Co prawda wiele półprzewodników po podgrzaniu wydziela energię elektryczną (tzw. zjawisko Seebecka), jednak w węglu jest ono niezwykle słabe. Stąd też zaskoczenie naukowców, gdy okazało się ono znacznie bardziej potężne niż przewidywały jakiekolwiek obliczenia. Profesor Strano informuje, że na jego wzmocnienie wpływa olbrzymia prędkość poruszania się fali cieplnej. Jako, że odkrycie zostało właśnie dokonane, trudno przewidzieć jego zastosowania. Strano uważa, że być może posłuży ono do zasilania urządzeń wielkości ziarnka ryżu, które będą wstrzykiwane do ciała ludzkiego czy czujników środowiskowych rozsiewanych w powietrzu jak kurz. Teoretycznie energia w takich urządzeniach nie wyczerpywałaby się tak długo, jak długo by się ich nie używało. W obecnie używanych bateriach energia stopniowo zanika, nawet gdy ich nie używamy. Naukowcy chcą też sprawdzić kolejny aspekt swojej teorii. Prognozują, że jeśli nanorurki zostaną pokryte różnym rodzajem paliwa, to fala cieplna będzie oscylowała i powstanie prąd zmienny. To z kolei rodzi nowe możliwości. Prąd zmienny jest bowiem podstawą istnienia fal radiowych, ale obecne urządzenia do przechowywania energii dostarczają prądu stałego. Co więcej, nowy system może zostać jeszcze znacznie ulepszony, gdyż... jest mało efektywny. Bardzo duża część energii jest tracona w postaci energii cieplnej i świetlnej. Zespół z MIT-u będzie pracował nad udoskonaleniem swojego wynalazku. Profesor Ray Baughman, dyrektor Nanotech Institute z University of Texas jest pod kolosalnym wrażeniem odkrycia. Zaczęło się od szalonego pomysłu na seminarium, a zakończyło niezwykłymi wynikami eksperymentu, odkryciem nowego zjawiska, pozwoliło zrozumieć je na gruncie teoretycznym i otworzyło nowe możliwości - powiedział dodając, że dzięki temu powstaje nowe, ekscytujące pole do badań.

Przed pięcioma laty informowaliśmy o stworzeniu przez Massachusetts Institute of Technology technologii bezprzewodowego przesyłania prądu - Witricity. Teraz firma o tej samej nazwie zapowiada, że jej pierwsze urządzenia trafią na rynek jeszcze w bieżącym roku. Eric Giler, prezes firmy, dokonał pokazu dla dziennikarzy. Skierował pilota na niewielki czarny panel przymocowany do ściany, a naciśnięcie przycisku spowodowało, że zapaliły się trzy lampki, a leżący na biurku komputer przenośny zaczął się ładować Panelu z lampkami i komputerem nie łączył żaden kabel, energia przesyłana była bezprzewodowo. Witricity zapewnia, że pierwszy produkt firmy, urządzenie służące do bezprzewodowego zasilania elektroniki przenośnej, znajdzie się w sklepach jeszcze w bieżącym roku. Za rok lub dwa właściciele samochodów elektrycznych dostaną do swoich rąk urządzenie, które pozwoli na ładowanie akumulatorów bez potrzeby podłączania samochodu kablami. Później mogą pojawić się urządzenia do bezprzewodowego ładowania rozruszników serca i innych implantów. Pomysł na bezprzewodowe przesyłanie prądu nie jest nowy. Pierwsze urządzenia prezentował Nikola Tesla przed stu laty. Od pewnego czasu są dostępne np. specjalne maty, które zapewniają energię myszkom komputerowym. Jednak wszystkie tego typu sprzedawane już urządzenia mają poważną wadę - wymagają fizycznego kontaktu z ładowanym urządzeniem. Nie jest to zatem dużo wygodniejsze niż podłączanie urządzenia do prądu. Przesyłanie prądu na odległość zakłada wykorzystanie pola magnetycznego. Przepuszcza się prąd przez cewkę, co powoduje powstanie takiego pola. Gdy w bezpośrednim sąsiedztwie mamy podobną cewkę, również i w niej pojawia się pole magnetyczne, generujące prąd elektryczny. Wystarczy jednak obie cewki od siebie odsunąć, by wydajność tej metody przekazywania energii gwałtownie spadła. Dlatego też wymagany jest obecnie bezpośredni kontakt urządzenia ładującego z ładowanym. Witricity radzi sobie z tym problemem dobierając precyzyjnie częstotliwość drgań każdej cewki, dzięki czemu straty są minimalne. Odległość, na jaką można w ten sposób przekazać energię zależy od wielkości cewki. Małe cewki, mieszczące się np. w telefonach komórkowych, pozwolą na efektywne ładowanie ich z odległości kilkunastu centymetrów. Witricity pokazało jednak prototypy pozwalające na przesyłanie energii na odległość około metra. Co prawda można przesyłać też energię za pomocą laserów i mikrofal, jednak po pierwsze oba urządzenia muszą znajdować się wówczas na wprost siebie, a po drugie są do metody niebezpieczne. Możliwe jest także zwiększenie odległości używając dodatkowych cewek pośredniczących. Podczas pokazu urządzonego przez Gilera cewki umieszczono też pod dywanem pomieszczenia, co pozwoliło na ładowanie komputera i zapalanie lampek na większą odległość. Witricity opracowało też prototypowy stół ładujący położone na nim urządzenia nawet wówczas, gdy znajdują się w torbie czy pudełku. Stworzyło też prototypową myszkę i klawiaturę ładowaną bezprzewodowo z monitora komputerowego. Firma podpisała wielomilionowy kontrakt z Toyotą na opracowanie systemu do bezprzewodowego ładowania samochodów elektrycznych. Witricity to jedna z wielu firm pracujących nad tego typu technologiami. Co więcej powstają nawet pomysły ładowania samochodów elektrycznych będących w ruchu. Utah State University otrzymało federalny grant w wysokości 2,7 miliona dolarów, dzięki któremu na przystankach autobusowych w Utah powstają urządzenia bezprzewodowo ładujące autobusy. Z kolei badacze z Oak Ridge National Laboratory i Stanford University pracują nad systemem cewek wbudowanych w drogi. Zapewniałyby one przejeżdżającemu pojazdowi wystarczająco dużo energii, by mógł dojechać do kolejnego zestawu cewek znajdującego się milę dalej. Umieszczone przy cewkach urządzenie wykrywałoby nadjeżdżający pojazd i rozpoczynało jego ładowanie. Specjaliści oceniają, że każdy z takich zestawów cewek kosztowałby mniej niż milion dolarów. Bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest niezwykle wygodne. Nie musisz zmagać się z kablami, nie przejmujesz się pogodą, nawet nie musisz pamiętać o tym, by załadować samochód. Myślę, że ten pomysł szybko chwyci - mówi John Miller z Oak Ridge.

Aparatura medyczna podlega coraz większej miniaturyzacji, do jej konstruowania coraz częściej wykorzystuje się też materiały pochodzące z ludzkiego ciała. Bez wątpienia ciekawym pomysłem jest mikroskopijny, a w dodatku organiczny system do obrazowania z wbudowanymi nanoprzetwornikami z fosfolipidów występujących w błonach komórkowych. Dr Melissa Mather z Uniwersytetu w Nottingham wyjaśnia, że urządzenie można zastosować do wczesnego wykrywania nowotworów, monitorowania aktywności elektrycznej mózgu oraz śledzenia pojedynczych komórek podczas podróży przez organizm. Brytyjczycy cieszą się z tego, że nanoaparat do obrazowania jest zupełnie nietoksyczny, powstaje przecież z tego, co i tak występuje w ciele. Systemy do monitorowania komórek i tkanek są coraz bardziej potrzebne. Prężnie rozwijają się terapie komórkowe, ale by mieć pewność, że leczenie [parkinsonizmu, cukrzycy czy choroby serca] przebiega właściwie, należy monitorować miejsce, do którego trafiły komórki oraz ich zachowanie. To spory problem dla współczesnych technologii i staramy się temu jakoś zaradzić. Przetworniki elektromechaniczne były do tej pory budowane przede wszystkim z pojedynczych kryształów lub ceramiki. Niedawno jednak naukowcy zorientowali się, że jeśli zminiaturyzuje się je do skali nano, można w nich wykorzystywać o wiele więcej różnych materiałów. Wykazano, że za pomocą błon biologicznych da się ujarzmić aktywność elektryczną komórek ludzkiego ciała i przekształcić ją w energię mechaniczną. Mather pracuje nad formowaniem z fosfolipidów pęcherzyków (liposomów). Chodzi o wykorzystanie ich właściwości akustycznych, a więc o pozyskanie przetworników elektroakustycznych. W przyszłości jej zespół skoncentruje się na zwiększaniu mocy sygnału akustycznego poprzez modyfikacje składu, kształtu i rozmiarów liposomu. Brytyjczykom nie chodzi tylko o skanowanie, bo jeśli połączy się liposomy ze specyficznymi cząsteczkami wykazującymi powinowactwo do pewnych typów komórek, będzie można je lokalizować i śledzić ich ruchy po organizmie. Końcowym etapem prac mają być testy na fantomach tkankowych. Pod warunkiem, że wszystko pójdzie po myśli naukowców, prototyp systemu powinien powstać do 2016 r.

Na ulice brytyjskich miast w ramach testów wyjechały pierwsze samochody napędzane wodorem. Zamiast spalin emitują one wodę, a ich zużycie paliwa wynosi - w przeliczeniu na benzynę - niecały 1 litr na 100 kilometrów. Firma Riversimple, producent samochodów, liczy na to, że po udanych próbach zainteresowanie pojazdami będzie rosło na tyle, że z czasem będzie sprzedawała 5000 takich pojazdów rocznie. Rynkowy debiut samochodu zapowiadany jest na rok 2012. Na razie w ramach testów użytkownicy będą mogli wypożyczyć pojazd. Zapłacą za to 200 funtów miesięcznie oraz 15 pensów za milę. Dwumiejscowy miejski samochód przyspiesza do 50 km/h w ciągu 5,5 sekundy, a jego prędkość maksymalna wynosi 80 kilometrów na godzinę. Riverside podpisała z radą miejską Leicester umowę, w ramach której w 12-miesięcznych testach weźmie 30 pojazdów jeżdżących po ulicach tego miasta. Jeśli okażą się one sukcesem firma, która ma wsparcie krewnych Ernsta Piecha, ze słynnej niemieckiej rodziny motoryzacyjnej, otworzy w Leicester fabrykę samochodów, zatrudniającą 250 osób. W ramach projektu wyznaczono już miejsca, w których staną dystrybutory z wodorem. Samochody nie spalają wodoru. Zachodni w nich reakcja podobna do elektrolizy, w wyniku której powstaje energia elektryczna napędzająca samochód. Pojazdy wyposażono w bardzo wydajne sześciokilowatowe ogniwa paliwowe. Samochody nie mają skrzyni biegów, korzystają za to systemu odzyskiwania energii podczas hamowania.

Firma Levant Power z Massachusetts zaprezentowała system odzyskiwania energii z amortyzatorów pojazdów, który umożliwia zaoszczędzenie od 1,5 do 6 procent paliwa. Wszystko zależy od samego pojazdu oraz warunków na drodze. Amortyzatory Levant Power wyglądają jak standardowe urządzenia tego rodzaju z dołączonym przewodem elektrycznym. Mogą być instalowane przez mechanika w przeciętnym pojeździe. Przewód podłącza się do urządzenia zarządzającego energią z innych źródeł, np. z systemu hamowania z odzyskiwaniem energii, paneli słonecznych czy urządzeń termoelektrycznych. Nowy amortyzator również posiada tłok poruszający się w oleju. Został on jednak dodatkowo wyposażony w niewielki generator, który obraca się wraz z ruchem tłoka. System przynosi największe oszczędności paliwa w przypadku ciężkich pojazdów poruszających się poza twardymi drogami, dlatego też przedstawicielom Levant Power zależy przede wszystkim na tym, by trafił on do armii. Sprawdzi się on też w transporcie towarowym. Jak zapewnia Levant, amortyzatory są w większości wykonane ze standardowych części, więc nie są dużo droższe od standardowych. W przypadku samochodu ciężarowego dodatkowy koszt powinien zwrócić się w ciągu 18 miesięcy. Levant nie planuje uruchamiania własnej produkcji amortyzatorów. Firma chce licencjonować swoją technologię.

Firma Bloom Energy oficjalnie zaprezentowała 100-kilowatowe ogniwa, które mogą być zasilane różnymi rodzajami paliwa. Oferta skierowana jest przede wszystkim do przedsiębiorstw, a przedstawiciele Bloom Energy zapewniają, że inwestycja zwraca się w ciągu 3-5 lat. Ogniwa zasilane są gazem naturalnym i, jak twierdzi KR Sridhar, szef Bloom Energy, emitują o 50% mniej dwutlenku węgla niż energia z konwencjonalnych źródeł. Firma ma już wielu klientów. Z jej urządzeń korzystają m.in. Google, eBay, Coca-Cola, FedEx czy Walmart. W ciągu ostatnich kilku miesięcy wyprodukowały one 11 milionów kilowatogodzin. Korzystanie z elektryczności zapewnianej przez ogniwa Bloom Energy jest tańsze niż zasilanie z tradycyjnej sieci, gdyż urządzenia są wydajne, a energię można produkować na miejscu, bez potrzeby jej dystrybucji na duże odległości. O ogniwach Bloom Energy niewiele wiadomo ponad to, że są to urządzenia z tlenkiem stałym (SOFC). Tego typu ogniwa są bardziej wydajne od swoich wodorowych odpowiedników, mogą pracować na różnych paliwach, jednak są drogie, temperatura ich pracy przekracza 600 stopni Celsjusza i mają problemy ze stabilnością. To jednak nie przeszkodziło wspomnianym wielkim firmom skorzystać z oferty Bloom Energy. Przedsiębiorstwo sprzedaje swoje urządzenia w 100-kilowatowych zestawach, składających się z niewielkich ogniw o mocy 25-watów. Zestaw zajmuje mniej więcej tyle miejsca, co typowe miejsce parkingowe i wystarcza do zasilenia małego sklepu. Wiadomo, że Google zamówiło 400-kilowatowy system, który zasila eksperymentalne centrum bazodanowe, a Walmart zainstalował urządzenia Bloom w dwóch supermarketach, którym zapewniają one od 60 do 80 procent potrzebnej energii. Sridhar mówi, że docelowo jego firma chciałaby wybudować system, który działa w dwie strony. Nie tylko zamienia gaz na energię elektryczną, ale energię na gaz. To pozwoliłoby np. połączyć ogniwa paliwowe z ogniwami słonecznymi i za dnia generować gaz, który byłby używany do produkcji energii w nocy. Jednak na pojawienie się takich urządzeń poczekamy co najmniej 10 lat.

Profesor Jeff Stein z University of Michigan chciałby w przyszłości wykorzystywać samochody do... dystrybucji energii elektrycznej. Naukowiec zauważa, że przez większość czasu pojazdy stoją bezczynnie, a tymczasem mogłyby, oczywiście o ile są to samochody elektryczne, sprzedawać energię do sieci. Dzięki temu infrastruktura zasilana energią elektryczną mogłaby powstać tam, gdzie obecnie jej tworzenie jest nieopłacalne. Mogłyby też posłużyć do dystrybucji energii odnawialnej. Jeśli np. dach naszego garażu pokryjemy ogniwami słonecznymi, z których naładujemy samochód, a następnie pojedziemy do miasta na zakupy, będziemy mogli sprzedać tam część energii. Miliony takich samochodów mogą mieć olbrzymie znaczenie dla systemu produkcji i dystrybucji energii. Oczywiście należy brać pod uwagę różne aspekty tego typu działań. Grupa profesora Sterna zastanawia się m.in. jak taki sposób dystrybucji może wpłynąć na żywotność akumulatorów. Pytanie to jest też o tyle istotne, że większość właścicieli pojazdów elektrycznych będzie starało się doładowywać je "przy okazji", korzystając np. z faktu, że minęły godziny szczytu, czy też, że znajdują się w okolicy, w której energia jest nieco tańsza, niż w ich rodzinnej miejscowości.

Buddyjskie młynki modlitewne znajdują się przed bramami wielu świątyń. Walce pokrywa się mantrami, a wierni uważają, że kręcenie nimi daje ten sam efekt, co wymawianie słów. Projektant Taikkun Li zastanowił się nad zupełnie innym niż religijny aspektem istnienia młynków. Obracanie warto by przecież zaprzęgnąć do uzyskiwania energii elektrycznej. Stąd pomysł na generator. W niektórych tybetańskich klasztorach ludzie przechodzą wzdłuż długich rzędów młynków modlitewnych. Poruszają nimi nie tylko buddyści, ale i zaciekawieni konstrukcją turyści z całego świata. Teraz ta pozytywna energia może być pozyskiwana na tybetańskich ulicach i wykorzystywana do oświetlania nocą zarówno pasaży, jak i przyległych budynków. Prayer Wheel Energy Generator jest tani. Składa się ze zużytych części rowerowych, silnika wentylatora oraz energooszczędnych LED-ów. Rozwiązanie wydaje się idealne dla części świata, gdzie nie można polegać na stałych dostawach energii, za to turystów nie brakuje. Oprócz wersji mechanicznych, Taikkun stworzył też młynki pokryte ogniwami słonecznymi. Wystawy organizowane w ramach projektu Zenergia (od buddyzmu zen) gromadziły prawdziwe tłumy.

Profesor Zhong Lin Wang z Georgia Institute of Technology jest autorem pierwszego hybrydowego nanogeneratora energii elektrycznej. Dotychczas nanogeneratory potrafiły pozyskiwać energię jednego tylko rodzaju. Urządzenie Wanga wytwarza energię elektryczną zarówno z energii słonecznej jak i kinetycznej. Może więc ono w przyszłości posłużyć do stworzenia generatorów zasilających np. samoloty. Z jednej strony mogłyby bowiem wykorzystywać Słońce, a z drugiej - drgania silnika maszyny. Niewykluczone, że pewnego dnia nanogeneratory zastąpią baterie w urządzeniach wszczepianych w ludzkie ciało, są bowiem w stanie produkować energię z ciepła ciała, przepływu krwi czy ruchu idącej osoby z rozrusznikiem serca. Nanogeneratory są mniej wydajne niż baterie słoneczne jednak, jak zauważa Lin Wang, Słońce nie zawsze jest dostępne, a więc istnieje pole do popisu dla hybrydowych systemów produkujących energię elektryczną. Zhang Lin Wang we współpracy z Xudong Wangiem z University of Wisconsin-Madison połączyli dwie techniki, w których wykorzystuje się warstwy krzemowego podłoża i nanokable z tlenku cynku. Ich urządzenie to ogniwo słoneczne pokryte nanokablami. Pod nim znajduje się właściwy nanogenerator. Nanokable to urządzenia piezoelektryczne, produkujące energię z ruchu. Jednocześnie jednak zwiększają one absorpcję światła słonecznego przez ogniwo. Zarówno ogniwo jak i nanogenerator są połączone z krzemowym podłożem. Działa ono jak anoda dla ogniwa słonecznego i katoda dla nanogeneratora. Prototypowe urządzenie jest w stanie wygenerować 0,6 wolta napięcia z ogniwa słonecznego i 10 miliwoltów z piezoelektrycznych nanokabli. Uczeni mówią, że wydajność urządzenia można łatwo zwiększać dodając kolejne nanogeneratory. Po raz pierwszy hybrydowe nanogeneratory Wanga zostaną zastosowane prawdopodobnie w amerykańskim lotnictwie wojskowym. Siły zbrojne niedawno ogłosiły konkurs na opracowanie hybrydowych urządzeń pozyskujących energię. Charles Lieber, profesor chemii z Uniwersytetu Harvarda nazwał urządzenie Wanga "kreatywnym". Ma nadzieję, że zachęci ono innych specjalistów do badań nad hybrydowymi systemami produkcji energii.

W ostatnich latach pojawiło się kilka pomysłów na zwalczanie pożarów w lasach, jednak w większości przypadków problemem jest zasilanie urządzeń obsługujących takie systemy. Badacze z MIT opracowali bardzo interesujące rozwiązanie, które pozwala na pokonanie tej niedogodności. Opracowany przez Amerykanów system wykorzystuje energię tzw. gradientu pH, czyli różnicy kwasowości pomiędzy wnętrzem korzenia i otaczającą go glebą. Ponieważ kwasowość środowiska jest równoznaczna z obecnością nadmiaru jonów wodorowych H+, zaś zasadowość oznacza przewagę ujemnie naładowanych jonów OH-, obie te strefy przypominają przeciwległe elektrody baterii. Powstający w ten sposób "obwód elektryczny" ładuje standardowy akumulator, a ten z kolei zasila sensory rejestrujące temperaturę i wilgotność otoczenia. Informacje uzyskane z odpowiednio dużego obszaru są następnie przekazywane do stacji zasilanej ze standardowych źródeł (było to konieczne ze względu na pobór energii), która wysyła je za pośrednictwem łącz satelitarnych do komputera, który przewiduje ryzyko powstania pożaru. Standardowo dane są przesyłane cztery razy dziennie, lecz w przypadku wykrycia ognia wiadomość trafia do systemu natychmiast. Przedstawiciele przedsiębiorstwa planują na wiosnę uruchomienie eksperymentalnego pola doświadczalnego o powierzchni około 4 hektarów. Zalesiony teren, na którym zostanie przeprowadzony test, zostanie udostępniony przez U.S. Forest Service - amerykańską instytucję odpowiedzialną za zarządzanie terenami leśnymi. Bez wątpienia będzie ona szczególnie zainteresowana skorzystaniem z urządzeń produkowanych przez Voltree Power. Jaka jest wydajność systemu? Dr Mershin ocenia wstępnie: oczekujemy, że będziemy potrzebowali zaopatrzyć w nasze urządzenia cztery drzewa na akr [1 akr to ok. 0,4 hektara - przyp. red.]. Obecnie trwają prace nad minimalizacją zużycia energii przez poszczególne elementy systemu skomunikowanych ze sobą urządzeń.

Dwaj giganci - GE i Google - poinformowali o rozpoczęciu współpracy na rynku... energii. Obie firmy chcą stworzyć nowoczesny system generowania, przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej. Zdaniem ich szefów, współczesny system energetyczny powinien łączyć technologie energetyczne (GE) i informatyczne (Google). Oba koncerny zakładają, że efektem ich współpracy będzie "zapewnienie konsumentom atrakcyjniejszej oferty energetycznej poprzez umożliwienie im zakupu energii odnawialnej, używania samochodów elektrycznych typu plug-in, (czyli pojazdów, których akumulatory mogą być ładowane bezpośrednio z gniazdka elektrycznego) oraz obniżenia rachunków za energię dzięki lepszemu zarządzaniu jej zużyciem bezpośrednio we własnych domach". Podczas pierwszego etapu współpracy firmy skupią się na wytwarzaniu na skalę przemysłową energii ze źródeł odnawialnych, ze szczególnym uwzględnieniem energii geotermalnej, którą Google interesuje się już od pewnego czasu oraz na stworzeniu oprogramowania, urządzeń kontrolnych i usług ułatwiających popularyzację pojazdów elektrycznych typu plug-in. Będą też pracowały nad powstaniem w USA systemu energetycznego na miarę XXI wieku.

Wiatr, słońce, pływy morskie – to tylko niektóre z dostępnych człowiekowi tzw. odnawialnych źródeł energii. Do grupy tej może dołączyć między innymi... energia deszczu. Francuscy naukowcy opracowali bowiem sposób na wytwarzanie energii elektrycznej z drgań wywoływanych przez padające krople. Niestety, jak twierdzi kierujący pracami Romain Guigon, energia ta jest nieporównywalnie mniejsza od tej pozyskiwanej z wymienionych na początku źródeł. Wspomniany generator bazuje na tworzywie PVDF (polifluorku winylidenu), które odznacza się właściwościami piezoelektrycznymi. Membrana z tego tworzywa, mierząca 25 nanometrów grubości, wpada wibracje, jeśli padają na nią krople wody (w eksperymentach mierzyły one od 1 do 5 mm). Znajdujące się w membranie elektrody zbierają ładunki elektryczne wytwarzane przez wibracje. Podczas najsilniejszych opadów uzyskano w ten sposób moc rzędu 12 miliwatów, natomiast minimalny poziom energii dostarczanej w sposób ciągły wynosił 1 mikrowat. Obliczenia wykazały, że wytwarzanego w ten sposób prądu może starczyć co najwyżej dla niewielkich, energooszczędnych urządzeń, takich jak bezprzewodowe czujniki służące do monitorowania stanu środowiska. Choć to niewiele, "deszczowy" generator ma swoje zalety: można go stosować tam, gdzie zawodzą ogniwa słoneczne, a w połączeniu z innymi źródłami "czystej" energii gwarantuje dość prądu, by wspomniane czujniki mogły ciągle pracować. Wspomnianą technologię można stosować nie tylko w plenerze – równie odpowiednie dla niej warunki panują np. w dużych systemach klimatyzacyjnych, gdzie para wodna skrapla się, wywołując niewielki sztuczny deszcz.

Naukowcy z Georgia Institute of Technology pokazali nanometrowych rozmiarów generator energii elektrycznej. Urządzenie potrafi wyprodukować energię elektryczną m.in. z fal ultradźwiękowych, wibracji mechanicznych czy korzystając z przepływu krwi. W przyszłości nanogenerator będzie mógł zasilać nanourządzenia. Nie będzie przy tym potrzebne żadne, niepraktyczne i często toksyczne, zewnętrzne źródło energii. Zhong Lin Wang, szef grupy badawczej, mówi: Nasz nanogenerator pozwala na uzyskanie energii z wielu źródeł i zasilanie nanourządzeń. Nanogenerator wykorzystuje pionowo ustawione nanoprzewody z tlenku cynku, które poruszają się wewnątrz elektrody. Każdy z takich nanoprzewodów jest półprzewodnikiem i gdy jest zginany pod wpływem ruchu czy fal dźwiękowych, produkuje ładunki elektryczne. Elektroda, do której podłączone są nanoprzewody, działa jak bariera Schottkyego, która zbiera ładunki wytworzone przez setki czy tysiące przewodów. Wang uważa, że w niedługim czasie uda mu się na tyle ulepszyć nanogenerator, że będzie on produkował 4 waty na centymetr sześcienny pojemności. To dużo więcej, niż potrzeba do zasilania wielu urządzeń biomedycznych czy służących wojsku. W międzyczasie uczeni chcą udoskonalić produkcję cynkowych nanoprzewodów tak, by w nanogeneratorze zmieścić ich miliony czy nawet miliardy. Takie nanogeneratory mogłyby zasilać znacznie większe urządzenia, a generator mógłby zostać umieszczony np. w bucie i dostarczać prądu odtwarzaczowi MP3.